W pracy zaproponowano model matematyczny pozwalający na modelowanie nieustalonych procesów przepływowo-cieplnych zachodzących w spalinowych podgrzewaczach wody zasilającej. Wyznaczane są czasowo-przestrzenne ... więcej

W pracy zaproponowano model matematyczny pozwalający na modelowanie nieustalonych procesów przepływowo-cieplnych zachodzących w spalinowych podgrzewaczach wody zasilającej. Wyznaczane są czasowo-przestrzenne rozkłady temperatury czynników roboczych oraz materiału ścianki przegrody. Proponowany model jest uproszczony, ponieważ pominięte zostały równania opisujące zasady zachowania masy i pędu. Uwzględniono jedynie równanie bilansu energii, otrzymując model jednowymiarowy o parametrach rozłożonych. Wyprowadzone równania różniczkowe rozwiązywane są iteracyjnie z wykorzystaniem schematu różnicowego niejawnego. Wszystkie własności termofizyczne czynników roboczych oraz ścianki rurki wyznaczane są na bieżąco. Również na bieżąco wyznaczane są rozkłady współczynników wnikania ciepła po stronie wody oraz spalin z uwzględnieniem rzeczywistych podziałek rur i poprzecznego przepływu spalin. Prezentowana metoda została w pierwszej kolejności zweryfikowana przez porównanie wyników z wynikami rozwiązań ścisłych. Wyprowadzone równania różniczkowe zostały ponadto rozwiązane metodą prostych w połączeniu z metodą Gear'a, a otrzymane wyniki również porównane z wynikami uzyskanymi za pomocą proponowanej metody numerycznej. W celu eksperymentalnej weryfikacji metody przeprowadzono pomiary strumienia masy oraz temperatury wody zasilającej w podgrzewaczu kotła OP-210. Pomiary przeprowadzano podczas wykonywania badań odbiorowych kotła. Otrzymane wyniki pomiarów temperatury wody na wylocie z podgrzewacza porównano z wynikami obliczeń numerycznych, uzyskując w pełni zadowalającą ich zgodność.

The numerical solution of transient flow and dynamics of economizers is presented. The time and space temperature distributions of the both media and separating wall are computed. The proposed mathematical ... więcej

The numerical solution of transient flow and dynamics of economizers is presented. The time and space temperature distributions of the both media and separating wall are computed. The proposed mathematical model of economizer is simplified because the mass and momentum balance equations are omitted. The suggested method comprises solving only energy equation and considers the economizer model as one with distributed parameters. The proposed method of determining the space and time temperature distribution of the combustion gases, feed water and the separating wall is based on the implicit finite difference method of iterative character. All the thermo-physical properties of the working media and the material of the separating wall are computed in real time. The space-time heat transfer coefficients are also computed in real time considering actual tube pitches and cross flow of combustion gases.This method is verified by comparing the results with existing analytical solutions. The partial differential equations describing the heat transfer are also solved using the method of lines coupled with Gear's method and the obtained solution is compared with the presented numerical solution. In order to experimentally verify the suggested method for modelling transient processes in economizers, a series of measurements of the economizer in the OP-210 boiler were carried out during acceptance tests of the boiler. The obtained transient values of temperature were then compared with results of the numerical calculation. These comparisons prove a satisfactory agreement of measurement and calculation results.